Владимирская церковь располагалась на улице Спасской таким образом, что ее храмовая часть с алтарями и трапезной находилась на восточной стороне, а колокольня, на западной. Эти части соединялись крытым каменным переходом в виде пологой арки, проходящим над улицей.

Церковь имела историко-мемориальное значение, так как была ближайшей к Казанской церкви на параллельной улице Стрелецкой, вместе с которой формировала линейный ансамбль. Ее силуэт был хорошо виден с улиц, домов и дворов. Церковь существовала в городе с 1725 года и, по преданию, была построена прихожанами, владельцами кирпичных заводов. Ранее к северу от церкви находился густой лес, на месте которого позже появились улицы Мартынова (ныне Радищева) и Шатальная (ныне Карюкина).

До 1832 года церковь была небольшой, каменной, с теплой и холодной частями. В 1832 году колокольню перенесли на другую улицу и соединили с церковью аркой. Она стала трехъярусной в классическом стиле: первый ярус, четверик, а два верхних, меньших по размеру, восьмерики, завершенные главой со шпилем.

После пожара 1864 года церковь была восстановлена, а в 1873-1874 годах теплая церковь во имя Пророка Ильи была перестроена в два света. Над трапезной возвели световой барабан с главой, завершенной крестом. В 1883-1884 годах холодная Владимирская церковь также была перестроена в теплую каменную пятиглавую. В 1898 году А. Яхонтов писал, что здание церкви с пристроями и оградой представляет собой стройное и красивое целое.

Владимирская церковь формировала выход улицы Спасской, ныне Советской, к улице Большой Саратовской, ныне бульвару А.А. Пластова, что определяло ее местное архитектурно-градостроительное значение. Более значительная градостроительная роль церкви заключалась в северо-восточном направлении композиционного треугольника, северо-западное направление которого формировал Вознесенский собор. Этот треугольник создавал высотный силуэт города, ритмично располагая культовые сооружения как основные высотные доминанты.

Церковь обладала высокой историко-мемориальной и архитектурно-художественной ценностью. Она была связана с историей города, находилась рядом с местом рождения В.И. Ленина и являлась важным элементом архитектурно-пространственной градостроительной системы Симбирска.